清华大学为国争光了,成功突破1nm以下晶体管,具有重大意义

尔東陈谭 2024-05-27 23:01:45

提到清华大学,会有不少网友想起,似乎最近几年他的口碑一直在下滑。对于这些往事本文不提,因为,这一次清华大学为国人长脸了。该校科研团队在芯片研究中,取得了重大突破:成功突破1nm以下晶体管。

也许会有人问,为什么突破1nm以下晶体管技术就为国争光?这项技术突破具有什么样的意义呢?

对比国内外科研成果,清华领先为国争光

一、全球的极短栅长晶体管的研究

集成电路科技的发展是越来越快,但由于摩尔定律的限制,导致集成电路可容纳的晶体管数量难以翻倍。正因如此,目前主流工业界晶体管的栅极长度还在12nm以上,所以促进晶体管关键尺寸的进一步微缩,是全球业界研究人员都关注的事。

以目前来说,虽然各国都积极探索极短栅长晶体管的研究,但最佳结果是实现了物理栅长为1纳米的平面硫化钼晶体管。(研究机构:美国的劳伦斯伯克利国家实验室和斯坦福大学)劳伦斯伯克利实验室

劳伦斯伯克利实验室

二、清华大学的研究成果

此前,清华大学集成电路学院在其官方媒体账号上,发布了一篇最新研究成果的文章。文中介绍到,近日,清华任天令、田禾教授团队在小尺寸晶体管研究方面取得重大突破,首次实现了具有亚1纳米栅极长度的晶体管,并具有良好的电学性能。

这不仅仅是国内首次,也是国际首次,标志着我国在小尺寸晶体管方面,成功挑战实现了亚1纳米。

与国际其他科研成果相比下来,清华大学的技术突破,领先于其他研究成果,难道还不能够为国争光么?

这项技术突破究竟有何意义?

一、推动摩尔定律进一步发展

随着集成电路科技的快速发展,摩尔定律明显越来越受到了限制,所以导致集成电路可容纳的晶体管数量难以翻倍(栅极长度难以缩小)。但清华大学这项技术突破,验证了垂直硫化钼晶体管的可行性,将晶体管微缩程度再次提高,从而突破1nm以下的晶体管。

所以说,这项技术成果推动了摩尔定律进一步发展,未来是可以由理论变现实,实现亚1纳米级别晶体管。

二、为集成电路的新材料技术应用提供参考

清华大学任、田教授团队,长期致力于二维材料器件技术研究,对于探索缩小栅极长度的新材料技术实现了创新突破。

这项技术研究中,该团队利用石墨烯薄膜超薄的单原子层厚度,以及优异的导电性能作为栅极。而垂直的MoS2沟道的开关,则是通过石墨烯侧向电场来控制,以达到等效的物理栅长为0.34nm。

可见这次新材料技术的研究,为二维薄膜在未来集成电路的应用,提供了可靠的参考依据。

三、有利于芯片更新迭代

探索缩小栅极长度的新材料技术,可以实现摩尔定律持续效应,为其提供更多的技术支撑。一旦摩尔定律进一步发展,那么芯片制造方面再有重大突破,芯片的制造工艺将会大大提升。

要知道,目前业界的芯片制造工艺还停留在3-5nm水平上,三大芯片制造巨头台积电、三星、英特尔连3nm都没有实现量产。而做到了2nm芯片的突破的,也仅有美国的IBM的理论,还并未在实践中检验出来。

所以说,这项技术研究成果,为芯片制造工艺提升提供了参考依据,有利于芯片的更新迭代。

结束语

或许清华大学过去负面消息不少,影响了他的口碑,但是在半导体领域里,他实实在在干了一件大事。成功突破1nm以下晶体管,不仅为芯片行业带来了希望,更有望引领国内集成电路技术走上领先地位。

所以说,清华大学这项技术突破,不仅意义重大,这次还为国争光了。

对此,你怎么看呢?

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尔東陈谭

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